文档介绍：上海交通大学硕士学位论文
网络业务量的结构化建模
摘要
近年来因特网容量呈指数形式上升网络技术也不断发展各种新兴网
络不断建立这些网络能否有效地满足各种网络应用它们的性能究竟如何怎
样配置可以最完美的发挥其性能网络仿真和分析成为解决这类问题的最重要
的手段
而网络仿真和分析的准确性很大程度上依赖于一个好的网络业务量模型
传统的电话网之所以成功的一大因素就是采用的泊松模型能够准确地预测和分
析整个网络的性能但是最近十多年来现代通信网业务量的测量数据表明经典的
泊松模型已经不适用了现代网络需要重新分析网络业务量建立新的业务量模
型
首先本文介绍了和两种常用平台下网络业务量的采集以
及将不同的网络业务分离的方法以获取网络上不同应用的真实业务量这些是
后面业务量分析建模的基础
其次对分组网络业务量进行了分析阐述了自相似网络业务量的特性
主要体现在时间上的突发长程相关性和幅度上的突发重尾特性并指出
了特性的判断方法以及一些相关的重要参数的计算方法
然后给出了自相似业务量模型通过叠加大量服从重尾分布的源
准确的生成指定赫斯特参数的网络业务量并通过与指数分布的源生成
业务量的比较说明重尾分布是自相似业务量产生的一个重要原因
最后本文重点针对自相似性业务量模型的几个缺点复杂参数不具备
明显的物理含义难以确定不区分上层协议提出了结构化模型针对不同的
网络应用建立的结构化模型更加清晰易懂符合实际业务量的产生过程模型参
数具有较明显的物理含义易于设置模型也更易于扩充在这个模型中需要
有不同的参数来表征业务量的特性因此本文也对这些参数加以了阐述在此基
2
上海交通大学硕士学位论文
础上通过对生成业务量特性参数的计算说明了该模型能够有效的模拟网络业
务量从而给网络的模拟仿真分析提供了一个更为有力的工具
关键字网络业务量突发性结构化建模
3
上海交通大学硕士学位论文
4
上海交通大学硕士学位论文
5
上海交通大学硕士学位论文
第一章绪论
网络的发展及仿真
随着网络的发展网络业务从模拟电话业务转变为数字业务网络应用领
域也不断扩展网络应用从以前电子邮件网页浏览等为主逐渐发展出各种在
线视频音频点播网络游戏等以往的因特网暴露出了很多问题主要是它不
适用于很多新的应用的运行研究人员希望能够设计出新的网络系统以适应于各
种新的网络应用然而怎样才能知道新网络系统是否有效呢网络仿真就成为
解决这个问题的一个必要手段基于一定的平台搭建新系统的实验网络采用按
照一定规则生成的业务量注入实验网络以模拟真实网络用户的行为并通过收集
各种网络性能参数来验证新系统的有效性
影响网络性能的几个重要因素
通常一个网络是否能够有效适应于其应用取决于多个因素正是由于这些
因素的发展使得网络性能得到了大幅度提高
网络带宽
网络带宽限制着网络数据的传输速率是影响网络性能的一个重要因素
目前随着网络技术的发展网络带宽也越来越大普通用户的接入速率
由以前的拨号接入 56kbit/s 发展到今天的各种宽带接入如 ADSL VDSL 及宽
带局域网等接入速率从 128kbit/s ~ 8Mbit/s 不等不少重点高校的桌面接入速
率更是达到了 100Mbit/s
同时主干网带宽也正以前所未有的速度增加着目前在光层采用 DWDM
技术是一根光纤上的可利用带宽达到了 10Tbit/s 左右[1]
8
上海交通大学硕士学位论文
网络交换速率
网络线路速率迅速提高各网络交换节点的交换速率往往成为限制网络应
用的瓶颈
近几年网络交换技术也在迅速发展并从以前的电交换技术逐渐发展出
各种光交换技术[16] 克服了纯电子交换的容量瓶颈等问题交换速率得到了迅
速的提高
网络拓扑
网络拓扑决定了网络数据传输方向
随着因特网的发展网络拓扑也越来越复杂目前国内主干网的拓扑呈网
状结构
网络业务量
对于网络通信网业务量的大量监测数据表明网络业务量在很大的时间尺
度下都呈现出统计自相似特性而且这种自相似特性不随网络的拓扑结构用
户数量服务类型的变化而消失[2]
业务量的长期相关性对网络的排队性能究竟会带来什么样的影响